CN105262666A - 一种紧急通信互联终端及其互联方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种紧急通信互联终端及其互联方法，作为实现现场应急通讯保障的便携式语音通讯调度交换设备，满足现场不同模式通信设备的快速互联互通；支持快速分组模式，可将连接本终端的所有通信设备通过简单的切换开关分成至少两个通话分组，有效语音在同一分组内的设备之间进行相互转发，不同分组同步工作互不影响；根据有效语音到达顺序竞争喊话权，实现了喊话权的按需分配和全自动切换。

Description

一种紧急通信互联终端及其互联方法

技术领域

本发明涉及整合多类型和多频段通信系统的紧急通信保障技术，尤其涉及一种紧急通信互联终端及其互联方法。

背景技术

紧急或公共安全部门在处理突发紧急事件时，往往需要多部门联合行动，多在紧急事件出现后迅速成立甚至是在现场临时建立应对机构或指挥系统，成员可能来自公安、武警、特警、消防、安监、交通、医疗、抢险救灾等各个职能部门和单位。这种方式有利于调动多方力量，实现突发重大事件的紧急处理。在这种情况下，通讯保障就成为各部门协调有序工作的重要支撑。

各部门和单位往往有各自独立的通讯设备、通讯频段和话务习惯，为了在现场在不同类型和不同频段的语音通讯系统之间实现快速的互联互通，需要使用现场紧急通信终端。现场紧急通信终端是一种支持超短波电台、短波电台、手机、有线电话、卫星电话以及不同频段的电台等多种通信模式的互联和调度设备。现场紧急通信终端利用各类通信接口分别连接采用以上各种通信模式的设备，并且通过交换调度功能实现上述设备语音通话的互联互通，从而快速完成从中心指挥系统到各个分支部门和单位话务平台搭建。

然而，现有的现场紧急通信终端仍然存在明显的不足。其中的一个问题是现有此类终端虽然能够实现上述不同模式的通信设备的快速集中互联和交换调度，但是却不容易以简便快捷的方式实现不同部门和单位通信设备的分组调度。举例来说，在处置某些重大生产安全事故时，对现场灾情的控制和消除需要公安、武警、消防、安监等部门的协同作业，这些部门可组建一个分组；而对受伤人员的救治和转移需要公安、交通、医疗等单位的共同参与，又构成了新的分组。现有设备只能将全部通信设备集成到一个统一的语音指挥平台之内，但是却不能有效实现该平台中分组的划分，并且针对分组分别进行语音交换与调度，这就容易造成信息的混杂，过度的语音通话和指令会给与任务无关的部门带来干扰。

现有技术的另外一个问题在于，现场紧急通信终端在各种模式的多个通信设备之间建立了互联互通的语音通道，该语音通道一般在一个时刻只允许一个通信设备占用该通道并且行使主动喊话权，其它通信设备仅被动接收该通信设备的语音信号，直至该通信设备主动喊话结束重新进行喊话权的分配。因此，需要就主动喊话权在各通信设备之间进行分配建立高效的机制。现有技术中采用通信设备使用者向现场紧急通信终端手动发送申请的方式请求喊话权，或者采用各设备依次轮询的方式分配主动喊话权，这两种方式的效率均较低，无法及时切换主动喊话权以及实现按需分配。

可见，如何在现场紧急通信终端当中实现简单便捷的分组调度功能以及有效的语音通道喊话权分配成为现有技术中不易解决的一个课题。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明提供了一种紧急通信互联终端及其互联方法。本发明是用于实现现场应急通讯保障的便携式语音通讯调度交换设备，满足现场不同模式通信设备(如超短波电台、短波电台、手机、有线电话、卫星电话、会议系统以及不同频段的电台)的快速互联互通；支持快速分组模式，可将连接本终端的所有通信设备通过简单的切换开关分成至少两个通话分组，有效语音在同一分组内的设备之间进行相互转发，不同分组同步工作互不影响；根据有效语音到达顺序竞争喊话权，实现了喊话权的按需分配和全自动切换。

本发明提供的紧急通信互联终端，其特征在于，包括多路设备接入通道模组，其中，每路设备接入通道模组包括：

语音通道分组开关，所述语音通道分组开关用于将各路设备接入通道模组归入至少两个通话分组的其中之一；

设备接入接口，用于接入通信设备，所述通信设备具有多种通信模式中的其中一种模式；

语音收发模块，用于在有效语音输出时将本路设备接入通道模组从接入的通信设备接收到的有效语音信号转发给所归入的通话分组中的其它各路设备接入通道模组，以及在有效语音输入时将从所归入的通话分组中的其它各路设备接入通道模组收到的有效语音信号发送给接入的通信设备。

优选的是，每路设备接入通道模组包括语音有效判断逻辑模块，用于判断从接入该设备接入通道模组的通信设备所传来的语音信号是否是有效语音信号，并且经判断确定输入的语音信号属于有效语音信号，则所述语音有效判断逻辑模块输出有效语音判断信号。

优选的是，所述设备接入通道模组具有音频输入自动增益电路，用于对收发的音频信号进行自动增益放大。

优选的是，所述紧急通信互联终端还具有逻辑切换判断电路，用于在任一时刻同一个通话分组内只允许一路设备接入通道模组拥有有效语音输出的喊话权，而其它路设备接入通道模组都只允许处于有效语音输入的状态。

进一步优选的是，所述逻辑切换判断电路按照各路设备接入通道模组上有效语音信号到达的时间顺序决定拥有喊话权的一路设备接入通道模组。

本发明提供了一种紧急通信互联方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，将通信设备各自接入多路设备接入通道模组中的其中一路，所述通信设备具有多种通信模式中的其中一种模式；

步骤2，将各路设备接入通道模组归入至少两个通话分组的其中之一；

步骤3，使其中一路设备接入通道模组进行有效语音输出，将从接入的通信设备接收到的有效语音信号转发给所归入的通话分组中的其它各路设备接入通道模组；其它各路设备接入通道模组进行有效语音输入，将收到的有效语音信号发送给接入的通信设备。

优选的是，步骤3中，首先判断从接入设备接入通道模组的通信设备所传来的语音信号是否是有效语音信号，并且经判断确定输入的语音信号属于有效语音信号，则输出有效语音判断信号。

优选的是，步骤3中，通过设备接入通道模组对收发的音频信号进行自动增益放大。

优选的是，步骤3中，在任一时刻同一个通话分组内，只允许一路设备接入通道模组拥有有效语音输出的喊话权，而其它路设备接入通道模组都只允许处于有效语音输入的状态。

进一步优选的是，步骤3中，按照各路设备接入通道模组上有效语音信号到达的时间顺序决定拥有喊话权的一路设备接入通道模组。

可见，本发明提供了用于解决现场应急通讯保障的快速搭建、操作简单和高防护等级的便携式应急通讯调度设备。本发明具有以下优点：能够满足现场不同通讯设备的快速互联互通；支持有线延长模式，可将无线信号覆盖至室内、地下或其它原来无法通信的特殊区域；支持快速分组模式，将连接的所有设备通过简单的切换开关分成两个通话分组，同一分组内的有效语音进行相互转发，两个组同步工作互不影响。本发明为公安、武警、特警、消防、交通、医疗和抢险等公共应急事件处理各组成单位提供低成本的通讯设备互联接入解决方案，快速完成现场统一的语音调度指挥系统搭建，节约紧急情况下宝贵的时间，为应急事件的处理提供可靠的通讯平台。

附图说明

图1为本发明实施例所述紧急通信互联终端的外部结构图；

图2为本发明实施例所述紧急通信互联终端的功能模块示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案做进一步具体的说明。

本发明是一种便携式的应急语音通信调度和交换设备，主要应用在应对各种事件的指挥中枢，可以利用本终端将各个部门和单位所采用的不同通信模式的通信设备实现互联互通，从而使语音信号在各种通信设备之间实现收发。

参见图1所示的外部结构图。所述紧急通信互联终端具有独立的便携机箱1，包括机箱上盖101、箱体102以及便携提手103，便携机箱1采用金属外壳便于散热，并使得设备本身具有防水、抗压、防震、防腐蚀、耐盐雾等高防护能力，箱体的按压锁扣易于锁闭，且设置自动气体平衡阀可随时平衡箱内外压，保证箱体可容易被打开。加固式的便携提手103不易断裂。机箱上盖101的内表面设置分组信息白板104，采用重复书写和擦除的磁性白板材料，预先丝印了设备分组列表表格，在使用过程中可以快速书写和擦除每个设备接入通道对应的信息(如所属分组、设备类型、频率和使用单位等)，方便调度人员准确快速的进行分组的切换和操控。箱顶布袋105配合粘扣设计，可内置常用的连接线和转换接头等配件。

终端的主机包括主控箱2、话务手柄3以及电池盒4三个部分。主机具有便携式结构，可以整体固定在便携机箱1内，使主控箱2与话务手柄3、电池盒4等配件组成一体化便携设备。

主控箱2安装了本发明的核心控制和功能实现单元。如图1所示，主控箱2具有共计十路的设备接入通道模组201，模组化结构采用PCB板卡方式与主控箱的主板连接，可独立拉出进行检修。每一路设备接入通道模组201的上方标示该通道的设备接入通道序号202，以方便进行各路的识别与调度。因此，本终端可允许同时接入最多10路的语音通信设备(包含一路用于接入话务手柄3)，支持接入的通信设备包括超短波电台、短波电台、手机、有线电话、卫星电话以及不同频段的电台等各种模式的语音通信设备。所有接入的通信设备可以分为至少两个通话分组进行语音互联互通，本实施例以两个通话分组A、B为例进行介绍。

如图1所示，每一路设备接入通道模组201具体包括以下部件：语音通道分组开关2011，可采用拨动开关实现，由于本例一共划分了两个通话分组，因此每个语音通道分组开关2011可设置A、B以及OFF三个拨动档位，当档位处在A档时则表明接入至本路的通信设备属于通话分组A，当档位处在B档时则表明接入至本路的通信设备属于通话分组B，档位处在OFF档则本路关闭。分组指示灯2012和分组指示灯2013分别对应于以上通话分组A和B，用于指示本路当前所归属的通话分组，例如当语音通道分组开关2011拨至A档则分组指示灯2012点亮，分组指示灯2013熄灭；当语音通道分组开关2011拨至B档则分组指示灯2012熄灭，分组指示灯2013点亮；当语音通道分组开关2011拨至OFF档则分组指示灯2012与分组指示灯2013二者均熄灭。VOX/PPT指示灯2014用于指示本路当前的有效语音输出/输入状态，当本路在其所属的通话分组当中具有喊话权时，处在有效语音输出状态，则VOX/PPT指示灯2014呈现红色；相反，如果本路不具有喊话权，处在有效语音输入状态，则VOX/PPT指示灯2014呈现绿色。每一路设备接入通道模组201具有独立的设备接入接口2015，该接口直接或者通过转接头连接接入到本终端的各种模式的通信设备，具体支持的模式包括但不限于超短波对讲机、短波电台、手机、固定电话、卫星电话、网络电话、对讲手机和会议系统等。每一路设备接入通道模组201可以支持全部模式的通信设备接入，或者，各路设备接入通道模组201所支持接入的通信设备模式可以有所不同，例如本例中设备接入通道序号为CH1至CH8的共计8路设备接入通道模组均支持UHF或电话模式的通信设备接入，序号为CH9的1路设备接入通道模组支持HF和UHF模式的通信设备接入，而序号为CH10的1路固定用于支持话务手柄的接入。

如图1所示，主控箱2还包括电源输入接口203、分组语音监听接口204、电源开关和运行指示205以及手柄听筒音量电位器206。其中，电源输入接口203支持多种供电方式，包括连接至可充电电池、干电池或者电源适配器。电源开关和运行指示205是主控箱的电源开关，并且反映电源工作状态，具有欠压指示以及反接保护功能，运行指示灯每2秒闪烁一次为正常运行，运行指示灯每0.5秒闪烁一次为电池电压过低，需及时充电。分组语音监听接口204可以获得A、B通话分组的任意一个当中传输的语音信号，作为语音监听的输出接口，可以配合有源音箱分别进行实时监听。手柄听筒音量电位器206用于对话务手柄3的音量进行调节。主控箱2通过主控箱固定螺丝207安装在机箱内。

话务手柄3是手柄式送受话器，作为电台和通讯设备配套的电声换能产品，其技术指标符合有关国家标准规范，并具有灵敏度高、频带宽、失真小、防水防潮和可靠性好等性能特点。在使用中将该话务手柄3连接到其中一路设备接入通道模组201，或者连接到专门用于话务手柄的序号为CH10的1路设备接入通道模组201。话务手柄3用于调度平台分别对通话分组A或B进行监听和插话。

电池盒4采用14.8V、5.2Ah可充电锂电池组，具有电池电量测试指示功能和充电接口，可为整机工作提供长度10小时的电源支持。在本终端使用时，首先将电池盒4的电池盒输出连接线401连接至主控箱2的电源输入接口203并锁紧，为终端工作提供电力。为避免电池电量耗尽造成的工作中断和深度放电对电池的损伤，在设备使用空闲间隙及时通过点按电池盒上电池盒电量指示按键402，并通过电池电量指示灯403查看电池电量。当自右向左四个绿灯点亮时表示满电；当自右向左的点亮的绿灯逐步减少时标示电量下降；当所有绿灯熄灭红灯点亮是表示电池电量不足，需要通过电池盒充电接口404及时充电。

在使用过程中，各种模式的通信设备(如超短波电台、短波电台、手机、有线电话、卫星电话、会议系统以及不同频段的电台)可以直接或者利用专用转接线接入到各路设备接入通道模组201的设备接入接口2015，平台的调度员可以在分组信息白板104上对各路设备接入通道模组201标记接入的通信设备的名称、所属通话分组和特征等信息，以便进行快速准确切换操作。按照上面所介绍的，通过拨动每一路设备接入通道模组201上的语音通道分组开关2011，可以将连接到该路上的通信设备加入到通话分组A和通话分组B其中之一，或者关闭该路通道，从而以拨动开关式的简单操作方式，实现了通话分组的建立与切换，分组指示灯可以为某一路所属通话分组提供有效提示。设备接入通道模组201实现有效语音信号的接收与转发，可以将本路所接入的通信设备发出的有效语音信号转发给同一个通话分组之内的其它设备接入通道模组201，或者接收同一个通话分组之内其它设备接入通道模组201转发的语音信号，并且将所接收的该语音信号发送给接入本路的通信设备。两个通话分组A、B相互独立，且可以同时工作，二者之间不产生影响。

参见图2示出的终端功能模块图，每路设备接入通道模组201(为了简便清楚，图2中只示出了全部通道中的两路)内部具有语音有效判断逻辑模块201A，可以判断从接入该设备接入通道模组201的通信设备所传来的信号是否是有效语音信号，当经判断确定输入至设备接入通道模组201的语音信号属于有效语音信号，则语音有效判断逻辑模块201A输出有效语音判断信号VOX，表示本路从通信设备接收了有效语音信号，设备接入通道模组201只针对有效语音信号在通话分组内进行自动转发。语音有效判断逻辑模块201A主要运用AGC技术和语音信号的自相关算法。在语音信号的处理上，首先通过AGC电路对信号的幅度大小进行调节，再运用软件AGC来微调，从而通过软件和硬件结合的方法保证信号幅度的稳定性，在信号幅度大小稳定的情况下，语音处理模块通过其嵌入的自相关算法，对音频信号进行处理，达到净化语音、剔除噪音的功能，并且通过信号幅度是否大于预定阈值实现对有效语音信号的识别。

语音有效判断逻辑模块201A采用DSP语音延迟技术，通过声码器芯片将语音信号数字化，进而利用DSP芯片进行压缩、缓存并输出，防止语音信号由于线路时延和有效语音判断时延造成的丢字现象。

语音信号收发模块201B用于将本路设备接入通道模组201从接入的通信设备接收到的有效语音信号转发给本通话分组中的其它设备接入通道模组201，以及将从本通话分组的其它设备接入通道模组201收到的有效语音信号发送给接入的通信设备。在未从语音有效判断逻辑模块获得有效语音判断信号VOX的情况下，语音信号收发模块对从接入的通信设备接收到的信号不进行发送。

设备接入通道模组201具有音频输入自动增益电路201C(AGC)，可以对收发的音频信号进行自动增益放大，从而可以实现最长1.5千米延长线连接到通信设备。从而，本终端实现了针对通信设备的有线延长模式，可以将无线信号覆盖至室内、地下或者其它原本无法通信的特殊区域。

每一路设备接入通道模组201具有有效语音输出和有效语音输入两种状态，但是，为了避免同一个通话分组之内的两路或者两路以上的设备接入通道模组201同时进行有效语音输出所导致的信号混乱，在任一时刻同一个通话分组内只允许一路设备接入通道模组201拥有有效语音输出的喊话权，而其它路都只允许处于有效语音输入的状态。在同一个通话分组之内，所有的通信设备按照有效语音信号的到达其接入的设备接入通道模组201的时间顺序来竞争喊话权。具体来说，本终端设置了逻辑切换判断电路5，逻辑切换判断电路5连接每一路设备接入通道模组201的语音有效判断逻辑模块201A，并且从各路的语音有效判断逻辑模块201A接收所述有效语音判断信号VOX。逻辑切换判断电路5基于每一个通话分组内的所有VOX到达逻辑切换判断电路的时间顺序决定接收和发送逻辑。对于每个通话分组里的所有通信设备，将按照有效语音判断信号VOX到达逻辑切换判断电路的时间顺序，由最先输出VOX的设备接入通道模组201抢占喊话权，本终端通过逻辑切换判断电路5自动将该路设备接入通道模组201的有效语音输出状态使能，并且将同一通话分组内除抢占喊话权的一路以外的其它各路的有效语音输入状态使能，这样，将抢占喊话权的该路设备接入通道模组201从通信设备接收的语音信号转发到同一通话分组的其它所有通信设备；直到该抢占喊话权的通道该次占用结束，延迟一定时间后(该延迟时间可调，从而预防掉字)释放并复位同分组里的所有设备接入通道模组201，同时逻辑切换判断电路5进行新一轮的抢占喊话权的到达时间顺序判定。

在现场应急通讯过程中，本终端作为通话调度交换的中枢，操作人员可以利用所述话务手柄3执行应急通讯过程中对各路通信设备的呼叫和监听。首先，要设置好话务手柄所在接入通道(一般情况下在CH10)的设备接入通道模组201分组开关，使话务手柄3与需要呼叫的各个通信设备处于同一分组。压下手柄PTT按键301，对手柄话筒302喊话，手柄接入的设备接入通道模组201的VOX/PTT指示灯显示绿色，同一通话分组的其它设备VOX/PTT指示灯显示红色，手柄的喊话内容在同一通话分组的所有设备中进行自动转发。当松开手柄PTT按键，此时如果从同一通话分组内的任何通信设备收到有效语音信号，均可以在话务手柄的手柄听筒303进行监听。

可见，本发明提供了用于解决现场应急通讯保障的快速搭建、操作简单和高防护等级的便携式应急通讯调度设备。本发明具有以下优点：能够满足现场不同通讯设备的快速互联互通；支持有线延长模式，可将无线信号覆盖至室内、地下或其它原来无法通信的特殊区域；支持快速分组模式，将连接的所有设备通过简单的切换开关分成两个通话分组，同一分组内的有效语音进行相互转

发，两个组同步工作互不影响。本发明为公安、武警、特警、消防、交通、医疗和抢险等公共应急事件处理各组成单位提供低成本的通讯设备互联接入解决方案，快速完成现场统一的语音调度指挥系统搭建，节约紧急情况下宝贵的时间，为应急事件的处理提供可靠的通讯平台。

以上实施例仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (10)

1.一种紧急通信互联终端，其特征在于，包括多路设备接入通道模组，其中，每路设备接入通道模组包括：

语音通道分组开关，所述语音通道分组开关用于将各路设备接入通道模组归入至少两个通话分组的其中之一；

设备接入接口，用于接入通信设备，所述通信设备具有多种通信模式中的其中一种模式；

语音收发模块，用于在有效语音输出时将本路设备接入通道模组从接入的通信设备接收到的有效语音信号转发给所归入的通话分组中的其它各路设备接入通道模组，以及在有效语音输入时将从所归入的通话分组中的其它各路设备接入通道模组收到的有效语音信号发送给接入的通信设备。

2.根据权利要求1所述的紧急通信互联终端，其特征在于，每路设备接入通道模组包括语音有效判断逻辑模块，用于判断从接入该设备接入通道模组的通信设备所传来的语音信号是否是有效语音信号，并且经判断确定输入的语音信号属于有效语音信号，则所述语音有效判断逻辑模块输出有效语音判断信号。

3.根据权利要求1所述的紧急通信互联终端，其特征在于，所述设备接入通道模组具有音频输入自动增益电路，用于对收发的音频信号进行自动增益放大。

4.根据权利要求1所述的紧急通信互联终端，其特征在于，所述紧急通信互联终端还具有逻辑切换判断电路，用于在任一时刻同一个通话分组内只允许一路设备接入通道模组拥有有效语音输出的喊话权，而其它路设备接入通道模组都只允许处于有效语音输入的状态。

5.根据权利要求1所述的紧急通信互联终端，其特征在于，所述逻辑切换判断电路按照各路设备接入通道模组上有效语音信号到达的时间顺序决定拥有喊话权的一路设备接入通道模组。

6.一种紧急通信互联方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，将通信设备各自接入多路设备接入通道模组中的其中一路，所述通信设备具有多种通信模式中的其中一种模式；

步骤2，将各路设备接入通道模组归入至少两个通话分组的其中之一；

步骤3，使其中一路设备接入通道模组进行有效语音输出，将从接入的通信设备接收到的有效语音信号转发给所归入的通话分组中的其它各路设备接入通道模组；其它各路设备接入通道模组进行有效语音输入，将收到的有效语音信号发送给接入的通信设备。

7.根据权利要求6所述的紧急通信互联方法，其特征在于，步骤3中，首先判断从接入设备接入通道模组的通信设备所传来的语音信号是否是有效语音信号，并且经判断确定输入的语音信号属于有效语音信号，则输出有效语音判断信号。

8.根据权利要求6所述的紧急通信互联方法，其特征在于，步骤3中，通过设备接入通道模组对收发的音频信号进行自动增益放大。

9.根据权利要求6所述的紧急通信互联方法，其特征在于，步骤3中，在任一时刻同一个通话分组内，只允许一路设备接入通道模组拥有有效语音输出的喊话权，而其它路设备接入通道模组都只允许处于有效语音输入的状态。

10.根据权利要求6所述的紧急通信互联方法，其特征在于，步骤3中，按照各路设备接入通道模组上有效语音信号到达的时间顺序决定拥有喊话权的一路设备接入通道模组。